[发明专利]从废旧的锂离子电池中回收制备LixCoO2的方法

摘要

本发明公开了一种从报废的锂离子电池中回收制备Li_xCoO₂的方法，属于液相包覆沉淀复合粉体制备工艺。该方法包括步骤：切割开电池，分离正极材料并将正极材料剪成小碎片；将剪成的碎片浸泡在N－甲基－2－吡咯烷酮液体中，加热分离活性物质Li_xCoO₂，得到黑色粉末；黑色粉末分散硝酸溶液或盐酸溶液中，过滤得到含有Co²⁺、Li⁺离子的硝酸盐溶液或氯化物溶液；向含有Co²⁺、Li⁺离子的酸性浸取溶液加入NH₃·H₂O，形成蓝色沉淀，同时加表面活性剂，补加LiOH调整悬浮液中的Li⁺离子的浓度；将悬浮液中的沉淀物过滤并干燥，在600～900℃的温度下焙烧，即得到Li_xCoO₂粉体。本发明从废旧的锂离子电池中能回收至少95％的钴和至少93％的锂，制得Li_xCoO₂粉体，粒径为0.2～1.0μm、比表面积为2.0～6.0m²·g^－1。

主权项

1.一种从报废的锂离子电池中回收制备LixCoO2的方法，式中X＝0.95～1.05，其特征在于包括以下步骤：(1)将电池在水中切割开，使正极材料和其它部件分离，并将正极材料剪成小碎片；(2)将剪成的正极板碎片浸泡在N-甲基-2-吡咯烷酮液体中，每1kg正极碎片需要N-甲基-2-吡咯烷酮1.5～2.0L，加热该液体到85～100℃，经过15～30分钟，即可以使粘附在铝箔上的正极活性物质LixCoO2和碳黑脱落到液体中，取出铝箔，过滤，并回收N-甲基-2-吡咯烷酮循环利用，用清水清洗滤出的粉体，经过滤、干燥即可得到黑色粉末；(3)把所得到的黑色粉末分散在质量浓度10～30％的硝酸溶液或质量浓度10～30％盐酸溶液中，每0.1～0.5kg粉末需要硝酸溶液或盐酸溶液1～1.5L，并向该溶液中滴加10～50ml质量浓度为1～5％的过氧化氢溶液，搅拌约40分钟，过滤得到含有Co2+、Li+离子的硝酸盐溶液或氯化物溶液；(4)室温下，向步骤(3)制备的含有Co2+、Li+离子的酸性浸取溶液中缓慢加入NH3·H2O，调整并控制溶液的pH为8～11，形成蓝色沉淀，同时加入以下的表面活性剂之一：聚丙烯酸，聚乙二醇，聚甲基丙烯酸或聚乙烯亚胺，加入量为原始黑色粉末的质量含量的1～5％，持续搅拌8～12小时；(5)水浴加热步骤(4)溶液到80～95℃，通过补加LiOH调整悬浮液中的Li+离子的浓度，并使摩尔比Li∶Co＝1～1.10∶1；在强力搅拌的同时，向该悬浮液中滴加浓度为2～5mol/L的NH4HCO3溶液，加入量为使NH4HCO3的摩尔数大于溶液中的Li+的摩尔数的1.6～2倍，持续搅拌2～4小时；(6)将步骤(5)的悬浮液中的沉淀物过滤并干燥，在600～900℃的温度下焙烧7～12小时，即得到LixCoO2粉体。